CN217767953U - 适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，箱体的侧壁上设置有第一进出孔和第二进出孔；动力限位滚轮组设置于第一进出孔和第二进出孔位置处；光纤放线装置、光纤限位滚轮组以及绕包装置沿开槽铜芯骨架传动方向依次设置；光纤放线装置设置于第二进出孔的一侧，光纤放线装置用于释放光纤，光纤限位滚轮组用于限位固定光纤放线装置释放的光纤；绕包装置用于将光纤嵌入开槽铜芯骨架的凹槽内，并将带材绕包在开槽铜芯骨架上；驱动装置用于驱动动力限位滚轮组和绕包装置。本实用新型能够实现物理结构完整且各部件组合平顺的内封光纤的高温超导集束缆线的连续化制备。

Description

适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置

技术领域

本实用新型涉及超导缆线技术领域，具体地，涉及适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置。

背景技术

内封光纤的高温超导集束缆线不仅具有常规高温超导集束缆线具有的高载流能力和完全换位结构，还能通过其内封的光纤实现对整根高温超导集束缆线温度的监控，从而实现热点位置的定位，提高高温超导缆线运行的安全性。该高温超导缆线通过对铜芯骨架开槽来放置光纤，通过带材的层层绕包限制光纤的位置。这一创新型的结构有望克服长距离高温超导缆线失超检测难的问题，使高温超导带材真正走出实验室，迈向工程应用。

目前，国内外有两家单位对光纤与高温超导集束缆线结合的概念和样品进行了描述和制备。经检索发现：J Schwartz团队在文献D.C.van der Laan et al.,

wirescontaining integrated optical fibers for temperature and strain monitoringand voltage wires for reliable quench detection，Supercond.Sci.Technol.，vol.33，no.8，2020，Art.no.085010.和文献F.ScurtiLaan et al.,SMART conductor onround core

wire via integrated optical fibers,Supercond.Sci.Technol.，vol.34，no.3，2021，Art.no.035026.中，阐述了内封光纤的高温超导CORC缆的结构以及其简易制备方法，将三根光纤嵌入铜芯骨架表面的三个螺旋凹槽中，同时通过人为地在缆线上制造热点和施加过电流，使超导线圈发生失超，继而通过内封的测量光纤实现了线圈温度的测量。

中科院等离子物理研究所的团队在文献Bin Chen et al.,Distributed opticalfiber sensor for investigation of normal zone propagation and hot spotlocation in REBCO cables，Fusion Eng.Des.,vol.156，2020，Art.no.111569.中，将一根光纤放置于在铜芯骨架表面的直槽，另一根置于集束缆线表面，并采用加热引起失超的方法，成功的实现热点位置的定位和失超传播速度的计算。

以上文献证明了内封光纤的高温超导集束缆线可以实现其自身温度的“自监测”，然而关于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置及方法并未有明确说明，因此有必要设计一种能实现光纤的有效定位，能够保证光纤平顺的置于缆线铜芯的槽内，并且外部超导带材绕制均匀的内封光纤高温超导集束缆线制作的装置及方法。

公开号为CN113539570A的专利文献公开了一种基于多槽结构的高温超导缆线，包括支撑结构，所述支撑结构用于起到电缆支撑的作用；所述支撑结构外表面上沿圆周等间距开设有若干个纵向沟槽，若干个纵向沟槽沿所述支撑结构轴线呈中心对称分布；所述纵向沟槽内安装有超导带；所述支撑结构外表面上绕设有绝缘层，所述绝缘层外表面套设有保护外壳，所述绝缘层与所述保护外壳之间设置有屏蔽层。但是该专利文献也未公开高温超导集束缆线制作的装置及方法。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置。

根据本实用新型提供的一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，包括箱体，所述箱体内设置有动力限位滚轮组、绕包装置、光纤限位滚轮组、光纤放线装置以及驱动装置；

所述箱体的侧壁上设置有第一进出孔和第二进出孔，开槽铜芯骨架通过所述第二进出孔进入所述箱体，完成绕包的缆线通过所述第一进出孔输出；所述动力限位滚轮组设置于所述第一进出孔和所述第二进出孔位置处，所述动力限位滚轮组用于限位传动所述开槽铜芯骨架和所述完成绕包的缆线；

所述光纤放线装置、所述光纤限位滚轮组以及所述绕包装置沿所述开槽铜芯骨架传动方向依次设置；

所述光纤放线装置设置于所述第二进出孔的一侧，所述光纤放线装置用于释放光纤，所述光纤限位滚轮组用于限位固定所述光纤放线装置释放的所述光纤；所述绕包装置用于将所述光纤嵌入所述开槽铜芯骨架的凹槽内，并将所述带材绕包在所述开槽铜芯骨架上；

所述驱动装置用于驱动所述动力限位滚轮组和所述绕包装置。

优选的，所述箱体包括第一箱板、第二箱板、第三箱板以及第四箱板；

所述第一箱板、所述第二箱板、所述第三箱板以及所述第四箱板依次首尾相接，形成具有腔体的所述箱体；

所述第一进出孔设置在所述第二箱板上，所述第二进出孔设置在所述第四箱板上；所述第一进出孔和所述第二进出孔均为圆形进出孔，所述第二进出孔与所述开槽铜芯骨架外径相适配，所述第一进出孔与完成绕包后的集束缆线外径相适配；

所述动力限位滚轮组包括位于同一高度的第一动力限位滚轮组和第二动力限位滚轮组；所述第一动力限位滚轮组靠近所述第一进出孔设置，所述第二动力限位滚轮组靠近所述第二进出孔设置；

所述第一动力限位滚轮组上设置有缆线出线凹槽，所述缆线出线凹槽与完成绕包后的集束缆线外径相适配，所述第二动力限位滚轮组上设有铜芯进线凹槽，所述铜芯进线凹槽与所述开槽铜芯骨架外径相适配。

优选的，所述绕包装置包括支撑件、旋转件、第一机械臂、第二机械臂以及第三机械臂；

所述支撑件设置在所述箱体上，所述旋转件设置在所述支撑件上，所述旋转件和所述支撑件之间能够定向旋转，所述驱动装置驱动所述旋转件旋转；

所述第一机械臂、所述第二机械臂以及所述第三机械臂呈120°圆周阵列分布设置在所述旋转件上；所述第一机械臂、所述第二机械臂以及所述第三机械臂用于限位所述带材；

所述支撑件设置有第一限位孔，所述第一限位孔与所述开槽铜芯骨架外径相适配，所述开槽铜芯骨架穿过所述第一限位孔，所述光纤通过所述第一限位孔嵌入所述开槽铜芯骨架的凹槽中。

优选的，所述第一机械臂、所述第二机械臂以及所述第三机械臂均包括机械臂支撑件、超导带材限位槽、超导带材盘支撑件以及超导带材盘；

所述机械臂支撑件连接设置在所述旋转件上，所述机械臂支撑件能够在所述旋转件上调节角度；所述超导带材限位槽和所述超导带材盘支撑件均固定设置在所述机械臂支撑件上，所述超导带材盘固定设置在所述超导带材盘支撑件上；

所述超导带材盘用于释放所述带材，所述超导带材盘上设置有所述超导带材盘出口，所述超导带材盘通过反向阻尼作用对所述带材产生牵引力；所述超导带材限位槽用于限位固定所述超导带材盘释放的所述带材。

优选的，所述旋转件上对应所述第一限位孔的位置处设置有圆形穿孔，所述圆形穿孔的直径大于所述开槽铜芯骨架外径，所述开槽铜芯骨架完成所述光纤的绕制后通过所述圆形穿孔穿过所述旋转件。

优选的，所述光纤放线装置包括支架、第一光纤存储箱、第二光纤存储箱以及第三光纤存储箱；

所述支架上设有第二限位孔，所述第二限位孔与所述开槽铜芯骨架外径相适配，所述开槽铜芯骨架穿过所述第二限位孔；

所述第一光纤存储箱、所述第二光纤存储箱、所述第三光纤存储箱分别与所述支架固定连接；所述第一光纤存储箱、所述第二光纤存储箱、所述第三光纤存储箱关于所述第二限位孔呈120°圆周阵列分布设置；

所述第一光纤存储箱、所述第二光纤存储箱以及所述第三光纤存储箱用于释放所述光纤；所述第一光纤存储箱、所述第二光纤存储箱、所述第三光纤存储箱上分别设有第一光纤存储箱出口、第二光纤存储箱出口、第三光纤存储箱出口，所述第一光纤存储箱、所述第二光纤存储箱以及所述第三光纤存储箱通过反向阻尼作用对所述光纤产生牵引力。

优选的，所述第一进出孔、所述第二进出孔、所述第一限位孔以及所述第二限位孔均为圆形孔，且处于同一高度。

优选的，所述光纤限位滚轮组包括第一光纤限位滚轮组、第二光纤限位滚轮组以及第三光纤限位滚轮组；

所述第一光纤限位滚轮组、所述第二光纤限位滚轮组、所述第三光纤限位滚轮组上分别设置有第一光纤出线凹槽、第二光纤出线凹槽、第三光纤出线凹槽，所述第一光纤出线凹槽、所述第二光纤出线凹槽以及所述第三光纤出线凹槽均与所述光纤相适配设置；

所述第一光纤限位滚轮组、所述第二光纤限位滚轮组以及所述第三光纤限位滚轮组呈120°圆周阵列分布。

优选的，所述开槽铜芯骨架表面侧壁上设置有第一光纤嵌入槽、第二光纤嵌入槽和第三光纤嵌入槽；

所述第一光纤嵌入槽、所述第二光纤嵌入槽以及所述第三光纤嵌入槽呈120°圆周阵列分布；

所述第一光纤嵌入槽、所述第二光纤嵌入槽以及所述第三光纤嵌入槽与所述光纤相适配。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，能够实现内封光纤的高温超导集束缆线的连续化制备，集束缆线各组件组合平顺，制作出的内封光纤高温超导集束缆线物理结构完整；

2、利用本实用新型的装置制作的内封光纤的高温超导集束缆线与普通高温超导集束缆线性能相同，且内封光纤能实现对超导集束缆线性整体的温度监测，保证高温超导集束缆线运行过程的安全性；

3、本实用新型的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，超导带材盘和光纤存储箱分别用于存储带材和光纤，分别对超导带材和光纤具有反向阻尼作用，使超导带材和光纤保持绷直状态，便于平顺的组装各组件；

4、本实用新型的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，动力限位滚轮组用以拉动缆线铜芯骨架并起到限位作用；

5、本实用新型的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，绕包装置上的第一限位孔起到对光纤和铜芯骨架的限位作用，使得光纤平顺的嵌在铜芯骨架表面的凹槽内；

6、本实用新型的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，结构设计简单，体积小巧、紧凑，工作可靠、稳定，能够广泛应用在内封光纤的高温超导集束缆线制作上，通用性强，适用范围广；

7、本实用新型的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，能够将光纤平顺的置于高温超导集束缆线的开槽铜芯骨架中，且保证实现集束缆线结的构完整性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置的立体结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为本实用新型的绕包装置的结构示意图；

图4为突出显示第一限位孔的结构示意图；

图5为本实用新型的光纤放线装置的结构示意图；

图6为本实用新型的光纤限位滚轮组的结构示意图；

图7为图6的左视图；

图8为本实用新型的开槽铜芯骨架的结构示意图；

图9为图8的截面图。

图中示出：

箱体1 第三超导带材盘354

第一箱板11 第三超导带材盘出口3541

第二箱板12 光纤限位滚轮组4

第一进出孔121 第一光纤限位滚轮组41

第三箱板13 第一光纤出线凹槽411

第四箱板14 第二光纤限位滚轮组42

第二进出孔141 第二光纤出线凹槽421

动力限位滚轮组2 第三光纤限位滚轮组43

第一动力限位滚轮组21 第三光纤出线凹槽431

缆线出线凹槽211 光纤放线装置5

第二动力限位滚轮组22 支架51

铜芯进线凹槽221 第二限位孔511

绕包装置3 第一光纤存储箱52

支撑件31 第一光纤存储箱出口521

第一限位孔311 第二光纤存储箱53

旋转件32 第二光纤存储箱出口531

第一机械臂33 第三光纤存储箱54

第一机械臂支撑件331 第三光纤存储箱出口541

第一超导带材限位槽332 驱动装置6

第一超导带材盘支撑件333 开槽铜芯骨架7

第一超导带材盘334 第一光纤嵌入槽71

第一超导带材盘出口3341 第二光纤嵌入槽72

第二机械臂34 第三光纤嵌入槽73

第二机械臂支撑件341 光纤8

第二超导带材限位槽342 第一光纤81

第二超导带材盘支撑件343 第二光纤82

第二超导带材盘344 第三光纤83

第二超导带材盘出口3441 带材9

第三机械臂35 第一带材91

第三机械臂支撑件351 第二带材92

第三超导带材限位槽352 第三带材93

第三超导带材盘支撑件353

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图1～9所示，本实施例提供一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，包括箱体1，箱体1内设置有动力限位滚轮组2、绕包装置3、光纤限位滚轮组4、光纤放线装置5以及驱动装置6。箱体1的侧壁上设置有第一进出孔121和第二进出孔141，开槽铜芯骨架7通过第二进出孔141进入箱体1，完成绕包的缆线通过第一进出孔121输出，动力限位滚轮组2设置于第一进出孔121和第二进出孔141位置处，动力限位滚轮组2用于限位传动开槽铜芯骨架7和完成绕包的缆线，光纤放线装置5、光纤限位滚轮组4以及绕包装置3沿开槽铜芯骨架7传动方向依次设置，光纤放线装置5设置于第二进出孔141的一侧，光纤放线装置5用于释放光纤8，光纤限位滚轮组4用于限位固定光纤放线装置5释放的光纤8，绕包装置3用于将光纤8嵌入开槽铜芯骨架7的凹槽内，并将带材9绕包在开槽铜芯骨架7上，驱动装置6用于驱动动力限位滚轮组2和绕包装置3。

开槽铜芯骨架7表面侧壁上设置有第一光纤嵌入槽71、第二光纤嵌入槽72和第三光纤嵌入槽73。第一光纤嵌入槽71、第二光纤嵌入槽72以及第三光纤嵌入槽73呈120°圆周阵列分布，第一光纤嵌入槽71、第二光纤嵌入槽72以及第三光纤嵌入槽73与光纤8相适配。

箱体1包括第一箱板11、第二箱板12、第三箱板13以及第四箱板14。第一箱板11、第二箱板12、第三箱板13以及第四箱板14依次首尾相接，形成具有腔体的箱体1，第一进出孔121设置在第二箱板12上，第二进出孔141设置在第四箱板14上，第一进出孔121和第二进出孔141均为圆形进出孔，第二进出孔141与开槽铜芯骨架7外径相适配，第一进出孔121与完成绕包后的集束缆线外径相适配，动力限位滚轮组2包括位于同一高度的第一动力限位滚轮组21和第二动力限位滚轮组22，第一动力限位滚轮组21靠近第一进出孔121设置，第二动力限位滚轮组22靠近第二进出孔141设置，第一动力限位滚轮组21上设置有缆线出线凹槽211，缆线出线凹槽211与完成绕包后的集束缆线外径相适配，第二动力限位滚轮组22上设有铜芯进线凹槽221，铜芯进线凹槽221与开槽铜芯骨架7外径相适配。

光纤放线装置5包括支架51、第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53以及第三光纤存储箱54，光纤8包括第一光纤81、第二光纤82以及第三光纤83，第一光纤81设置于第一光纤存储箱52内，第二光纤82设置于第二光纤存储箱53内，第三光纤83设置于第三光纤存储箱54内。支架51上设有第二限位孔511，第二限位孔511与开槽铜芯骨架7外径相适配，开槽铜芯骨架7穿过第二限位孔511，第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53、第三光纤存储箱54分别与支架51固定连接，第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53、第三光纤存储箱54关于第二限位孔511呈120°圆周阵列分布设置，第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53以及第三光纤存储箱54用于释放光纤8，第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53、第三光纤存储箱54上分别设有第一光纤存储箱出口521、第二光纤存储箱出口531、第三光纤存储箱出口541，第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53以及第三光纤存储箱54通过反向阻尼作用对光纤8产生牵引力。

光纤限位滚轮组4包括第一光纤限位滚轮组41、第二光纤限位滚轮组42以及第三光纤限位滚轮组43。第一光纤限位滚轮组41、第二光纤限位滚轮组42、第三光纤限位滚轮组43上分别设置有第一光纤出线凹槽411、第二光纤出线凹槽421、第三光纤出线凹槽431，第一光纤出线凹槽411、第二光纤出线凹槽421以及第三光纤出线凹槽431均与光纤8相适配设置，第一光纤限位滚轮组41、第二光纤限位滚轮组42以及第三光纤限位滚轮组43呈120°圆周阵列分布。

绕包装置3包括支撑件31、旋转件32、第一机械臂33、第二机械臂34以及第三机械臂35。支撑件31设置在箱体1上，旋转件32设置在支撑件31上，旋转件32和支撑件31之间能够定向旋转，驱动装置6驱动旋转件32旋转，第一机械臂33、第二机械臂34以及第三机械臂35呈120°圆周阵列分布设置在旋转件32上；第一机械臂33、第二机械臂34以及第三机械臂35用于限位带材9，支撑件31设置有第一限位孔311，第一限位孔311与开槽铜芯骨架7外径相适配，开槽铜芯骨架7穿过第一限位孔311，光纤8通过第一限位孔311嵌入开槽铜芯骨架7的凹槽中。旋转件32上对应第一限位孔311的位置处设置有圆形穿孔，圆形穿孔的直径大于开槽铜芯骨架7外径，开槽铜芯骨架7完成光纤8的绕制后通过圆形穿孔穿过旋转件32。

第一机械臂33、第二机械臂34以及第三机械臂35均包括机械臂支撑件、超导带材限位槽、超导带材盘支撑件以及超导带材盘。机械臂支撑件连接设置在旋转件32上，机械臂支撑件能够在旋转件32上调节角度，超导带材限位槽和超导带材盘支撑件均固定设置在机械臂支撑件上，超导带材盘固定设置在超导带材盘支撑件上，超导带材盘用于释放带材9，超导带材盘上设置有超导带材盘出口，超导带材盘通过反向阻尼作用对带材9产生牵引力，超导带材限位槽用于限位固定超导带材盘释放的带材9。

第一机械臂33包括第一机械臂支撑件331、第一超导带材限位槽332、第一超导带材盘支撑件333以及第一超导带材盘334，第一机械臂支撑件331设置在旋转件32上，并可以自由调节角度，第一超导带材限位槽332与第一超导带材盘支撑件333固定设置在第一机械臂支撑件331上，第一超导带材盘支撑件333和第一超导带材盘334固定连接。

第二机械臂34包括第二机械臂支撑件341、第二超导带材限位槽342、第二超导带材盘支撑件343以及第二超导带材盘344，第二机械臂支撑件341设置在旋转件32上，并可以自由调节角度，第二超导带材限位槽342与第二超导带材盘支撑件343固定设置在第二机械臂支撑件341上，第二超导带材盘支撑件343和第二超导带材盘344固定连接。

第三机械臂35包括第三机械臂支撑件351、第三超导带材限位槽352、第三超导带材盘支撑件353以及第三超导带材盘354，第三机械臂支撑件351设置在旋转件32上，并可以自由调节角度，第三超导带材限位槽352与第三超导带材盘支撑件353固定设置在第三机械臂支撑件351上，第三超导带材盘支撑件353和第三超导带材盘354固定连接。

带材9包括第一带材91、第二带材92以及第三带材93，第一带材91设置于第一超导带材盘334内，第二带材92设置于第二超导带材盘344内，第三带材93设置于第三超导带材盘354内。

第一超导带材盘334、第二超导带材盘344和第三超导带材盘354内有阻尼，对带材有向后牵引力，并且分别设有第一超导带材盘出口3341、第二超导带材盘出口3441和第三超导带材盘出口3541。

第一超导带材限位槽332、第二超导带材限位槽342和第三超导带材限位槽352宽度与高温超导带材保持一致，可以对超导带材进行限位固定。

支撑件31和旋转件32上均设置有第一限位孔311，第一限位孔311与开槽铜芯骨架7外径相适配，开槽铜芯骨架7穿过第一限位孔311，光纤8通过第一限位孔311嵌入开槽铜芯骨架7的凹槽中。

第一进出孔121、第二进出孔141、第一限位孔311以及第二限位孔511均为圆形孔，且处于同一高度。

本实施例还提供一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的方法，基于上述的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，包括如下步骤：

步骤1：将开槽铜芯骨架7穿过第二进出孔141并插入动力限位滚轮组2的第二动力限位滚轮组22，穿过光纤放线装置5的第二限位孔511和光纤限位滚轮组4停至光纤限位滚轮组4一侧适当位置；

步骤2：将光纤放线装置5的第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53、第三光纤存储箱54内的第一光纤81、第二光纤82、第三光纤83分别从第一光纤存储箱出口521、第二光纤存储箱出口531、第三光纤存储箱出口541穿出，再分别穿过第一光纤限位滚轮组41、第二光纤限位滚轮组42、第三光纤限位滚轮组43；

步骤3：用焊锡将第一光纤81、第二光纤82、第三光纤83的始端分别固定在开槽铜芯骨架7的第一光纤嵌入槽71、第二光纤嵌入槽72、第三光纤嵌入槽73始端，并保持开槽铜芯骨架7表面光滑；

步骤4：将带光纤8的开槽铜芯骨架7穿过绕包装置3的第一限位孔311，在绕包装置3的一侧适当位置停住；

步骤5：分别调节绕包装置3的第一超导带材盘344、第二超导带材盘354、第三超导带材盘364中的第一带材91、第二带材92、第三带材93分别从绕包装置3的第一超导带材盘出口3341、第二超导带材盘出口3441、第三超导带材盘出口3541穿出，再分别穿过绕包装置3的第一超导带材限位槽332、第二超导带材限位槽342、第三超导带材限位槽352，将三根带材始端用胶带固定在开槽铜芯骨架7上；

步骤6：启动驱动装置6，驱动装置6驱动动力限位滚轮组2和绕包装置3，对带光纤8的开槽铜芯骨架7进行绕包并使其匀速前进；

步骤7：完成绕包的集束缆线通过动力限位滚轮组2的第一动力限位滚轮组21和第一进出孔121穿出，完成制作。

实施例2：

本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。

如图1～9所示，本实施例提供一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，包括箱体1、动力限位滚轮组2、绕包装置3、光纤限位滚轮组4、光纤放线装置5、驱动装置6、开槽铜芯骨架7、光纤8以及带材9。驱动装置6为动力限位滚轮组2、绕包装置3提供动力。

箱体1包括第一箱板11、第二箱板12、第三箱板13和第四箱板14，第一箱板11、第二箱板12、第三箱板13和第四箱板14依次首尾相接，形成具有分离空间的箱体1。第二箱板12、第四箱板14上分别开设有第一进出孔121和第二进出孔141，第一进出孔121、第二进出孔141均为圆形进出孔，第二进出孔141与开槽铜芯骨架7外径相适配，第一进出孔121与封装后的集束缆线外径相适配。

动力限位滚轮组2设置在箱体1内，动力限位滚轮组2包括第一动力限位滚轮组21和第二动力限位滚轮组22，第一动力限位滚轮组21和第二动力限位滚轮组22位于箱体1内的同一高度处。

第一动力限位滚轮组21设有缆线出线凹槽211，缆线出线凹槽211与绕制完成的内封光纤高温超导集束缆线外径匹配，第二动力限位滚轮组22上设有铜芯进线凹槽221，铜芯进线凹槽221与开槽铜芯骨架7外径匹配。

动力限位滚轮组2、绕包装置3、光纤限位滚轮组4、光纤放线装置5和驱动装置6相配合工作，使开槽铜芯骨架7、光纤8和带材9组合平顺，最终完成内封光纤的高温超导集束缆线的制作。

绕包装置3包括支撑件31、旋转件32、第一机械臂33、第二机械臂34以及第三机械臂35。支撑件31与第三箱板13固定连接，旋转件32设置在支撑件41左端，两者之间可以定向旋转，第一机械臂33、第二机械臂34和第三机械臂35分别设置在旋转件32上，并呈120°圆周阵列分布。

第一机械臂33、第二机械臂34和第三机械臂35组件相同。第一机械臂33包括第一机械臂支撑件331、第一超导带材限位槽332、第一超导带材盘支撑件333以及第一超导带材盘334，第一机械臂支撑件331设置在旋转件32上，并可以自由调节角度，第一超导带材限位槽332与第一超导带材盘支撑件333固定设置在第一机械臂支撑件331上，第一超导带材盘支撑件333和第一超导带材盘334固定连接。第一超导带材限位槽332、第二超导带材限位槽342和第三超导带材限位槽352宽度与高温超导带材保持一致，可以对超导带材进行限位固定。

第一超导带材盘334、第二超导带材盘344和第三超导带材盘354内有阻尼，对带材有向后牵引力，并且分别设有第一超导带材盘出口3341、第二超导带材盘出口3441和第三超导带材盘出口3541。

支撑件31设有第一限位孔311，第一限位孔311大小与铜芯骨架外径相匹配，使得光纤嵌入铜芯骨架凹槽中，旋转件32上对应第一限位孔311的位置处设置有圆形穿孔，圆形穿孔的直径大于开槽铜芯骨架7外径，开槽铜芯骨架7完成光纤8的绕制后通过圆形穿孔穿过旋转件32。

光纤放线装置5包括支架51、第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53和第三光纤存储箱54，第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53和第三光纤存储箱54分别与支架51固定连接。第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53和第三光纤存储箱54内有阻尼，并分别设有第一光纤存储箱出口521、第二光纤存储箱出口531和第三光纤存储箱出口541，支架51上设有第二限位孔511，第二限位孔511与铜芯骨架外径相匹配，第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53和第三光纤存储箱54关于第二限位孔511呈120°圆周阵列分布。

光纤限位滚轮组4包括第一光纤限位滚轮组41、第二光纤限位滚轮组42和第三光纤限位滚轮组43，第一光纤限位滚轮组41、第二光纤限位滚轮组42和第三光纤限位滚轮组43上分别设有第一光纤出线凹槽411、第二光纤出线凹槽421和第三光纤出线凹槽431，第一光纤出线凹槽411、第二光纤出线凹槽421和第三光纤出线凹槽431与光纤外径匹配。第一光纤限位滚轮组41、第二光纤限位滚轮组42和第三光纤限位滚轮组43呈120°圆周阵列分布。

开槽的铜芯骨架7表面设有第一光纤嵌入槽71、第二光纤嵌入槽72和第三光纤嵌入槽73，第一光纤嵌入槽71、第二光纤嵌入槽72和第三光纤嵌入槽73成120°圆周阵列分布，第一光纤嵌入槽71、第二光纤嵌入槽72和第三光纤嵌入槽73深度与光纤直径相适配。

第一进出孔121、第二进出孔141、第一限位孔311和第二限位孔511均为圆形进出孔，且处于同一高度。

本实施例还提供一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的方法，包括如下步骤：

步骤1：将开槽的铜芯骨架7穿过第二进出孔141并插入第二动力限位滚轮组22，穿过第二限位孔511和光纤限位滚轮组4停至光纤限位滚轮组4左侧适当位置；

步骤2：将第一光纤存储箱52、第二光纤存储箱53和第三光纤存储箱54内的第一光纤81、第二光纤82和第三光纤83分别从第一光纤存储箱出口521、第二光纤存储箱出口531和第三光纤存储箱出口541穿出，再分别穿过第一光纤限位滚轮组41、第二光纤限位滚轮组42和第三光纤限位滚轮组43；

步骤3：用焊锡将第一光纤81、第二光纤82和第三光纤83的始端分别固定在开槽的铜芯骨架7的第一光纤嵌入槽71、第二光纤嵌入槽72和第三光纤嵌入槽73始端，并保持开槽的铜芯骨架7表面光滑；

步骤4：将带光纤的铜芯骨架穿过第一限位孔311，在绕包装置3左侧适当位置停住；

步骤5：分别调节第一超导带材盘344、第二超导带材盘354和第三超导带材盘364中的第一带材91、第二带材92和第三带材93从第一超导带材盘出口3341、第二超导带材盘出口3441和第三超导带材盘出口3541穿出，再分别穿过第一超导带材限位槽332、第二超导带材限位槽342和第三超导带材限位槽352，将三根带材始端用胶带固定在开槽的铜芯骨架7上；

步骤6：启动动力限位滚轮组2和绕包装置3，对带光纤的铜芯骨架进行绕包并使其匀速前进；

步骤7：完成绕包的集束缆线通过第一动力限位滚轮组21和第一进出孔121穿出，完成制作。

本实施例的动力限位滚轮组、绕包装置、光纤限位滚轮组、光纤放线装置、驱动装置相配合工作，使开槽铜芯骨架、光纤和带材组合平顺，本实施例还提供了一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的方法。本实施例的装置和方法能够实现物理结构完整且各部件组合平顺的内封光纤的高温超导集束缆线的连续化制备，制作出的内封光纤高温超导集束缆线与普通高温超导集束缆线性能相同，且内封光纤能实现对超导集束缆线整体温度的监测，并及时定位失超热点，保证高温超导集束缆线运行过程的安全性。

本实用新型的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，能够实现内封光纤的高温超导集束缆线的连续化制备，集束缆线各组件组合平顺，制作出的内封光纤高温超导集束缆线物理结构完整。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，其特征在于，包括箱体(1)，所述箱体(1)内设置有动力限位滚轮组(2)、绕包装置(3)、光纤限位滚轮组(4)、光纤放线装置(5)以及驱动装置(6)；

所述箱体(1)的侧壁上设置有第一进出孔(121)和第二进出孔(141)，开槽铜芯骨架(7)通过所述第二进出孔(141)进入所述箱体(1)，完成绕包的缆线通过所述第一进出孔(121)输出；所述动力限位滚轮组(2)设置于所述第一进出孔(121)和所述第二进出孔(141)位置处，所述动力限位滚轮组(2)用于限位传动所述开槽铜芯骨架(7)和所述完成绕包的缆线；

所述光纤放线装置(5)、所述光纤限位滚轮组(4)以及所述绕包装置(3)沿所述开槽铜芯骨架(7)传动方向依次设置；

所述光纤放线装置(5)设置于所述第二进出孔(141)的一侧，所述光纤放线装置(5)用于释放光纤(8)，所述光纤限位滚轮组(4)用于限位固定所述光纤放线装置(5)释放的所述光纤(8)；所述绕包装置(3)用于将所述光纤(8)嵌入所述开槽铜芯骨架(7)的凹槽内，并将带材(9)绕包在所述开槽铜芯骨架(7)上；

所述驱动装置(6)用于驱动所述动力限位滚轮组(2)和所述绕包装置(3)。

2.根据权利要求1所述的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，其特征在于，所述箱体(1)包括第一箱板(11)、第二箱板(12)、第三箱板(13)以及第四箱板(14)；

所述第一箱板(11)、所述第二箱板(12)、所述第三箱板(13)以及所述第四箱板(14)依次首尾相接，形成具有腔体的所述箱体(1)；

所述第一进出孔(121)设置在所述第二箱板(12)上，所述第二进出孔(141)设置在所述第四箱板(14)上；所述第一进出孔(121)和所述第二进出孔(141)均为圆形进出孔，所述第二进出孔(141)与所述开槽铜芯骨架(7)外径相适配，所述第一进出孔(121)与完成绕包后的集束缆线外径相适配；

所述动力限位滚轮组(2)包括位于同一高度的第一动力限位滚轮组(21)和第二动力限位滚轮组(22)；所述第一动力限位滚轮组(21)靠近所述第一进出孔(121)设置，所述第二动力限位滚轮组(22)靠近所述第二进出孔(141)设置；

所述第一动力限位滚轮组(21)上设置有缆线出线凹槽(211)，所述缆线出线凹槽(211)与完成绕包后的集束缆线外径相适配，所述第二动力限位滚轮组(22)上设有铜芯进线凹槽(221)，所述铜芯进线凹槽(221)与所述开槽铜芯骨架(7)外径相适配。

3.根据权利要求1所述的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，其特征在于，所述绕包装置(3)包括支撑件(31)、旋转件(32)、第一机械臂(33)、第二机械臂(34)以及第三机械臂(35)；

所述支撑件(31)设置在所述箱体(1)上，所述旋转件(32)设置在所述支撑件(31)上，所述旋转件(32)和所述支撑件(31)之间能够定向旋转，所述驱动装置(6)驱动所述旋转件(32)旋转；

所述第一机械臂(33)、所述第二机械臂(34)以及所述第三机械臂(35)呈120°圆周阵列分布设置在所述旋转件(32)上；所述第一机械臂(33)、所述第二机械臂(34)以及所述第三机械臂(35)用于限位所述带材(9)；

所述支撑件(31)设置有第一限位孔(311)，所述第一限位孔(311)与所述开槽铜芯骨架(7)外径相适配，所述开槽铜芯骨架(7)穿过所述第一限位孔(311)，所述光纤(8)通过所述第一限位孔(311)嵌入所述开槽铜芯骨架(7)的凹槽中。

4.根据权利要求3所述的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，其特征在于，所述第一机械臂(33)、所述第二机械臂(34)以及所述第三机械臂(35)均包括机械臂支撑件、超导带材限位槽、超导带材盘支撑件以及超导带材盘；

所述机械臂支撑件连接设置在所述旋转件(32)上，所述机械臂支撑件能够在所述旋转件(32)上调节角度；所述超导带材限位槽和所述超导带材盘支撑件均固定设置在所述机械臂支撑件上，所述超导带材盘固定设置在所述超导带材盘支撑件上；

所述超导带材盘用于释放所述带材(9)，所述超导带材盘上设置有所述超导带材盘出口，所述超导带材盘通过反向阻尼作用对所述带材(9)产生牵引力；所述超导带材限位槽用于限位固定所述超导带材盘释放的所述带材(9)。

5.根据权利要求3所述的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，其特征在于，所述旋转件(32)上对应所述第一限位孔(311)的位置处设置有圆形穿孔，所述圆形穿孔的直径大于所述开槽铜芯骨架(7)外径，所述开槽铜芯骨架(7)完成所述光纤(8)的绕制后通过所述圆形穿孔穿过所述旋转件(32)。

6.根据权利要求5所述的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，其特征在于，所述光纤放线装置(5)包括支架(51)、第一光纤存储箱(52)、第二光纤存储箱(53)以及第三光纤存储箱(54)；

所述支架(51)上设有第二限位孔(511)，所述第二限位孔(511)与所述开槽铜芯骨架(7)外径相适配，所述开槽铜芯骨架(7)穿过所述第二限位孔(511)；

所述第一光纤存储箱(52)、所述第二光纤存储箱(53)、所述第三光纤存储箱(54)分别与所述支架(51)固定连接；所述第一光纤存储箱(52)、所述第二光纤存储箱(53)、所述第三光纤存储箱(54)关于所述第二限位孔(511)呈120°圆周阵列分布设置；

所述第一光纤存储箱(52)、所述第二光纤存储箱(53)以及所述第三光纤存储箱(54)用于释放所述光纤(8)；所述第一光纤存储箱(52)、所述第二光纤存储箱(53)、所述第三光纤存储箱(54)上分别设有第一光纤存储箱出口(521)、第二光纤存储箱出口(531)、第三光纤存储箱出口(541)，所述第一光纤存储箱(52)、所述第二光纤存储箱(53)以及所述第三光纤存储箱(54)通过反向阻尼作用对所述光纤(8)产生牵引力。

7.根据权利要求6所述的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，其特征在于，所述第一进出孔(121)、所述第二进出孔(141)、所述第一限位孔(311)以及所述第二限位孔(511)均为圆形孔，且处于同一高度。

8.根据权利要求1所述的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，其特征在于，所述光纤限位滚轮组(4)包括第一光纤限位滚轮组(41)、第二光纤限位滚轮组(42)以及第三光纤限位滚轮组(43)；

所述第一光纤限位滚轮组(41)、所述第二光纤限位滚轮组(42)、所述第三光纤限位滚轮组(43)上分别设置有第一光纤出线凹槽(411)、第二光纤出线凹槽(421)、第三光纤出线凹槽(431)，所述第一光纤出线凹槽(411)、所述第二光纤出线凹槽(421)以及所述第三光纤出线凹槽(431)均与所述光纤(8)相适配设置；

所述第一光纤限位滚轮组(41)、所述第二光纤限位滚轮组(42)以及所述第三光纤限位滚轮组(43)呈120°圆周阵列分布。

9.根据权利要求1所述的适用于内封光纤的高温超导集束缆线制作的装置，其特征在于，所述开槽铜芯骨架(7)表面侧壁上设置有第一光纤嵌入槽(71)、第二光纤嵌入槽(72)和第三光纤嵌入槽(73)；

所述第一光纤嵌入槽(71)、所述第二光纤嵌入槽(72)以及所述第三光纤嵌入槽(73)呈120°圆周阵列分布；

所述第一光纤嵌入槽(71)、所述第二光纤嵌入槽(72)以及所述第三光纤嵌入槽(73)与所述光纤(8)相适配。

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